半导体微波加热设备及其功率检测方法和功率检测装置与流程

本发明涉及微波加热技术领域，具体而言，涉及一种半导体微波加热设备的功率检测方法、一种半导体微波加热设备的功率检测装置和一种半导体微波加热设备。

背景技术：

目前，现有的微波炉大部分都是采用磁控管来产生微波信号，进而基于磁控管产生的微波信号来进行微波加热。

但是，现有的微波炉并没有任何装置来对磁控管发射的微波功率进行精确的检测，进而导致无法对微波炉的输出功率进行精确控制。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出了一种新的半导体微波加热设备的功率检测方法，可以对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率进行精确检测，有利于对半导体微波加热设备进行精确的功率控制。

本发明的另一个目的在于对应提出了一种半导体微波加热设备的功率检测装置和具有该功率检测装置的半导体微波加热设备。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种半导体微波加热设备的功率检测方法，包括：分别检测半导体微波加热设备的每个微波源的入射功率信号和/或反射功率信号；基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与所述入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与所述反射功率信号相匹配的反射功率值；根据所述每个微波源的所述入射功率值和/或所述反射功率值，计算所述半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率。

根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法，由于检测到的入射功率信号和/或反射功率信号是模拟量，因此通过基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与反射功率信号相匹配的反射功率值，使得能够检测到每个微波源的入射功率的值和/或反射功率的值，进而可以计算得到半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率，实现了对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率的精确检测，由于入射功率即为输出功率，因此可以实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确检测，进而能够通过对微波源的控制实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确控制。

此外，为了避免微波源温度过高而损坏，当反射功率较大时需要关闭微波源，因此通过对半导体微波加热设备的反射功率的精确检测，使得能够实现对微波源通断的精确控制。并且也能够通过半导体微波加热设备的入射功率和反射功率来确定食物吸收的能量，以实现对食物的加热控制。

其中，可以通过微波检测器件(如检波二极管)来对微波源的入射功率信号和反射功率信号进行检测，在对功率信号进行检测之前，可以将功率信号衰减到微波检测器件能够检测的范围内。

根据本发明的上述实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，在确定与所述入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与所述反射功率信号相匹配的反射功率值的步骤之前，还包括：在所述每个微波源输出不同的功率时，记录检测到的功率信号；基于所述每个微波源输出的功率值和记录的功率信号，生成所述预定义的功率信号与功率值的对应关系。

在该实施例中，通过记录每个微波源在输出不同的功率时检测到的功率信号，并基于每个微波源输出的功率值和记录的功率信号生成预定义的功率信号与功率值的对应关系，使得在检测入射功率信号和/或反射功率信号时，能够直接基于该对应关系，确定检测到的入射功率值和/或反射功率值。

根据本发明的一个实施例，根据所述每个微波源的所述入射功率值和/或所述反射功率值，计算所述半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率的步骤，具体包括：

计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的入射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的入射功率，和/或计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的反射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的反射功率。

根据本发明的一个实施例，在计算所述半导体微波加热设备的入射功率之后，还包括：根据所述半导体微波加热设备的整机效率和所述入射功率，计算所述半导体微波加热设备的输入功率。

在该实施例中，具体地，可以通过以下公式来计算半导体微波加热设备的输入功率：输入功率＝半导体微波加热设备的入射功率/整机效率。

根据本发明的一个实施例，在计算所述半导体微波加热设备的反射功率之后，还包括：根据所述半导体微波加热设备的反射功率，控制所述微波源的通断。

在该实施例中，具体地，当半导体微波加热设备的反射功率较大时，为了避免微波源温度过高而损坏，需要控制微波源关闭；而在半导体微波加热设备的反射功率较小时，控制微波源开启处于工作状态。

根据本发明的第二方面的实施例，还提出了一种半导体微波加热设备的功率检测装置，包括：检测单元，用于分别检测半导体微波加热设备的每个微波源的入射功率信号和/或反射功率信号；确定单元，用于基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与所述入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与所述反射功率信号相匹配的反射功率值；计算单元，用于根据所述每个微波源的所述入射功率值和/或所述反射功率值，计算所述半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率。

根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的功率检测装置，由于检测到的入射功率信号和/或反射功率信号是模拟量，因此通过基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与反射功率信号相匹配的反射功率值，使得能够检测到每个微波源的入射功率的值和/或反射功率的值，进而可以计算得到半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率，实现了对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率的精确检测，由于入射功率即为输出功率，因此可以实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确检测，进而能够通过对微波源的控制实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确控制。

此外，为了避免微波源温度过高而损坏，当反射功率较大时需要关闭微波源，因此通过对半导体微波加热设备的反射功率的精确检测，使得能够实现对微波源通断的精确控制。并且也能够通过半导体微波加热设备的入射功率和反射功率来确定食物吸收的能量，以实现对食物的加热控制。

其中，可以通过微波检测器件(如检波二极管)来对微波源的入射功率信号和反射功率信号进行检测，在对功率信号进行检测之前，可以将功率信号衰减到微波检测器件能够检测的范围内。

根据本发明的上述实施例的半导体微波加热设备的功率检测装置，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述的半导体微波加热设备的功率检测装置，还包括：记录单元，用于在所述每个微波源输出不同的功率时，记录检测到的功率信号；生成单元，用于基于所述每个微波源输出的功率值和所述记录单元记录的功率信号，生成所述预定义的功率信号与功率值的对应关系。

在该实施例中，通过记录每个微波源在输出不同的功率时检测到的功率信号，并基于每个微波源输出的功率值和记录的功率信号生成预定义的功率信号与功率值的对应关系，使得在检测入射功率信号和/或反射功率信号时，能够直接基于该对应关系，确定检测到的入射功率值和/或反射功率值。

根据本发明的一个实施例，所述计算单元具体用于：计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的入射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的入射功率，和/或计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的反射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的反射功率。

根据本发明的一个实施例，所述计算单元还用于：在计算所述半导体微波加热设备的入射功率之后，根据所述半导体微波加热设备的整机效率和所述入射功率，计算所述半导体微波加热设备的输入功率。

在该实施例中，具体地，可以通过以下公式来计算半导体微波加热设备的输入功率：输入功率＝半导体微波加热设备的入射功率/整机效率。

根据本发明的一个实施例，所述的半导体微波加热设备的功率检测装置，还包括：控制单元，用于在所述计算单元计算所述半导体微波加热设备的反射功率之后，根据所述半导体微波加热设备的反射功率，控制所述微波源的通断。

在该实施例中，具体地，当半导体微波加热设备的反射功率较大时，为了避免微波源温度过高而损坏，需要控制微波源关闭；而在半导体微波加热设备的反射功率较小时，控制微波源开启处于工作状态。

根据本发明的第三方面的实施例，还提出了一种半导体微波加热设备，包括：如上述实施例中任一项所述的半导体微波加热设备的功率检测装置。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的功率检测装置的示意框图；

图3示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的示意框图；

图4示出了根据本发明的第二个实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法的流程示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的用于生成功率表的系统框图；

图6示出了根据本发明的实施例的对半导体微波加热设备的功率进行检测的系统框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法的流程示意图。

如图1所示，根据本发明的第一个实施例的半导体微波加热设备的功率检测方法，包括：

步骤S10，分别检测半导体微波加热设备的每个微波源的入射功率信号和/或反射功率信号。

其中，可以通过微波检测器件(如检波二极管)来对微波源的入射功率信号和反射功率信号进行检测，在对功率信号进行检测之前，可以将功率信号衰减到微波检测器件能够检测的范围内。

步骤S12，基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与所述入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与所述反射功率信号相匹配的反射功率值。

步骤S14，根据所述每个微波源的所述入射功率值和/或所述反射功率值，计算所述半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率。

在图1所示的技术方案中，由于检测到的入射功率信号和/或反射功率信号是模拟量，因此通过基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与反射功率信号相匹配的反射功率值，使得能够检测到每个微波源的入射功率的值和/或反射功率的值，进而可以计算得到半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率，实现了对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率的精确检测，由于入射功率即为输出功率，因此可以实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确检测，进而能够通过对微波源的控制实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确控制。

此外，为了避免微波源温度过高而损坏，当反射功率较大时需要关闭微波源，因此通过对半导体微波加热设备的反射功率的精确检测，使得能够实现对微波源通断的精确控制。并且也能够通过半导体微波加热设备的入射功率和反射功率来确定食物吸收的能量，以实现对食物的加热控制。

在本发明的一个实施例中，在上述步骤S12之前，还包括：在所述每个微波源输出不同的功率时，记录检测到的功率信号；基于所述每个微波源输出的功率值和记录的功率信号，生成所述预定义的功率信号与功率值的对应关系。

在该实施例中，通过记录每个微波源在输出不同的功率时检测到的功率信号，并基于每个微波源输出的功率值和记录的功率信号生成预定义的功率信号与功率值的对应关系，使得在检测入射功率信号和/或反射功率信号时，能够直接基于该对应关系，确定检测到的入射功率值和/或反射功率值。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S14具体包括：

计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的入射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的入射功率，和/或计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的反射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的反射功率。

进一步地，在计算所述半导体微波加热设备的入射功率之后，还包括：根据所述半导体微波加热设备的整机效率和所述入射功率，计算所述半导体微波加热设备的输入功率。

在该实施例中，具体地，可以通过以下公式来计算半导体微波加热设备的输入功率：输入功率＝半导体微波加热设备的入射功率/整机效率。

进一步地，在计算所述半导体微波加热设备的反射功率之后，还包括：根据所述半导体微波加热设备的反射功率，控制所述微波源的通断。

在该实施例中，具体地，当半导体微波加热设备的反射功率较大时，为了避免微波源温度过高而损坏，需要控制微波源关闭；而在半导体微波加热设备的反射功率较小时，控制微波源开启处于工作状态。

图2示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的功率检测装置的示意框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的功率检测装置200，包括：检测单元202、确定单元204和计算单元206。

其中，检测单元202用于分别检测半导体微波加热设备的每个微波源的入射功率信号和/或反射功率信号；确定单元204用于基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与所述入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与所述反射功率信号相匹配的反射功率值；计算单元206用于根据所述每个微波源的所述入射功率值和/或所述反射功率值，计算所述半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率。

具体地，由于检测到的入射功率信号和/或反射功率信号是模拟量，因此通过基于预定义的功率信号与功率值的对应关系，确定与入射功率信号相匹配的入射功率值和/或与反射功率信号相匹配的反射功率值，使得能够检测到每个微波源的入射功率的值和/或反射功率的值，进而可以计算得到半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率，实现了对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率的精确检测，由于入射功率即为输出功率，因此可以实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确检测，进而能够通过对微波源的控制实现对半导体微波加热设备的输出功率的精确控制。

此外，为了避免微波源温度过高而损坏，当反射功率较大时需要关闭微波源，因此通过对半导体微波加热设备的反射功率的精确检测，使得能够实现对微波源通断的精确控制。并且也能够通过半导体微波加热设备的入射功率和反射功率来确定食物吸收的能量，以实现对食物的加热控制。

其中，检测单元202可以通过微波检测器件(如检波二极管)来对微波源的入射功率信号和反射功率信号进行检测，在对功率信号进行检测之前，可以将功率信号衰减到微波检测器件能够检测的范围内。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的功率检测装置200还包括：记录单元208和生成单元210。

其中，记录单元208用于在所述每个微波源输出不同的功率时，记录检测到的功率信号；生成单元210用于基于所述每个微波源输出的功率值和所述记录单元208记录的功率信号，生成所述预定义的功率信号与功率值的对应关系。

在该实施例中，通过记录每个微波源在输出不同的功率时检测到的功率信号，并基于每个微波源输出的功率值和记录的功率信号生成预定义的功率信号与功率值的对应关系，使得在检测入射功率信号和/或反射功率信号时，能够直接基于该对应关系，确定检测到的入射功率值和/或反射功率值。

进一步地，所述计算单元206具体用于：计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的入射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的入射功率，和/或计算所述半导体微波加热设备中所有微波源的反射功率值之和，以作为所述半导体微波加热设备的反射功率。

进一步地，所述计算单元206还用于：在计算所述半导体微波加热设备的入射功率之后，根据所述半导体微波加热设备的整机效率和所述入射功率，计算所述半导体微波加热设备的输入功率。

在该实施例中，具体地，可以通过以下公式来计算半导体微波加热设备的输入功率：输入功率＝半导体微波加热设备的入射功率/整机效率。

进一步地，所述的半导体微波加热设备的功率检测装置200还包括：控制单元212，用于在所述计算单元206计算所述半导体微波加热设备的反射功率之后，根据所述半导体微波加热设备的反射功率，控制所述微波源的通断。

在该实施例中，具体地，当半导体微波加热设备的反射功率较大时，为了避免微波源温度过高而损坏，需要控制微波源关闭；而在半导体微波加热设备的反射功率较小时，控制微波源开启处于工作状态。

图3示出了根据本发明的实施例的半导体微波加热设备的示意框图。

如图3所示，根据本发明的实施例的半导体微波加热设备300，包括：如图2中所示的半导体微波加热设备的功率检测装置200。

综上，本发明的技术方案主要是提出了一种具有如下功能的半导体微波加热设备：

1、具有一个或多个微波源，能够产生2.4GHz至2.5GHz之间的微波信号。

2、能够检测微波源的入射功率与反射功率。

3、能够连续调节微波源的输出功率。

4、能够根据反射功率的值和入射功率的值来调节微波加热状态(如调节微波源的功率、通断等)。

主要的控制逻辑是：半导体微波加热设备在工作过程中，微波源中的大功率微波信号经过耦合、衰减后输入到微波检测器件(如检波二极管)中，微波检测器件检测微波源的入射功率信号和反射功率信号，然后微波检测器件会输出一个模拟电压，此模拟电压与微波源中的大功率微波信号存在一一对应的关系(可以是线性关系或非线性关系)。进而控制器根据该模拟电压确定微波源的入射功率的值和反射功率的值。

具体步骤如图4所示，包括：

步骤402，功率计检测每个微波源在输出不同功率时对应的功率反馈信号值，以形成功率表。

具体地，在图5所示的系统框图中，使用功率计对微波加热设备的输出功率进行检测，具体方法是：将微波源的输出接到功率计上，控制器控制微波源输出不同的功率(建议10W一个等级)，功率计检测到每个功率等级对应的信号值(可以是模拟电压，或者是数字信号)，并将此信号值传输给控制器，进而控制器将每个功率等级对应的信号值记录下来，形成一个功率表。

步骤404，将功率表存储在存储器中。

步骤406，微波加热设备工作时，检测微波源的入射功率信号和反射功率信号。

具体地，如图6所示，在微波加热设备的实际工作过程中，当设定好系统的工作参数(如频率、功率等级、时间等)后，启动微波加热设备，此时微波源会产生微波信号来对加热室内的食物进行加热。检测模块不断检测微波源的入射功率信号和反射功率信号，然后将检测到的信号传输给控制器。

进一步地，检测模块在检测到功率信号之后，可以将功率信号转换为模拟电压(检测到的功率信号越大，转换出来的模拟电压越大)，之后传输给控制器。

步骤408，查询每个微波源的功率表，找出与检测到的功率信号最接近的功率值。

具体地，控制器对信号进行分析处理(如模数转换、数字解析等)，并将处理后的数据与存储在存储器中的功率表进行对比，找出与处理后的数据一致或相似的功率等级。

步骤410，将检测出的每个微波源的功率相加，即是微波加热设备整体的入射功率和反射功率。

在得出微波加热设备整体的入射功率之后，可以确定微波加热设备的输出功率和输入功率。同时，也可以根据反射功率来对微波源的加热状态进行控制，如在反射功率较大时，控制微波源停止工作，避免温度较高导致微波源损坏。

其中，输出功率即为入射功率；输入功率＝入射功率/整机效率。整机效率一般为56％～58％。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的半导体微波加热设备的功率检测方案，可以对半导体微波加热设备的入射功率和/或反射功率进行精确检测，有利于对半导体微波加热设备进行精确的功率控制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。